CPU的各個(gè)部分是如何通過(guò)電子元器件實(shí)現(xiàn)的-創(chuàng)新互聯(lián)

在前面的課程中，我們大致的了解了CPU的組成，了解了CPU的運(yùn)算器和控制器是一個(gè)怎樣的組成結(jié)構(gòu)，主要作用是什么，那么我們?cè)诘?小節(jié)里面會(huì)將，CPU的運(yùn)算器和控制，是如何通過(guò)電子元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或者說(shuō)電子元器件到底是怎么構(gòu)建出cpu芯片的。。

創(chuàng)新互聯(lián)公司從2013年創(chuàng)立，先為當(dāng)涂等服務(wù)建站，當(dāng)涂等地企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)商務(wù)咨詢服務(wù)。為當(dāng)涂企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機(jī)+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務(wù)解決您的所有建站問(wèn)題。

8.1 從三極管到計(jì)算機(jī)

我們通過(guò)下面這張圖就能大概的知道，三極管是如何一步一步的構(gòu)建出我們的計(jì)算機(jī)的。

（1）三極管

因?yàn)槿龢O管內(nèi)部的工作原理就是模擬的，所以三級(jí)管屬于《模擬電路》這部分課程的內(nèi)容。

（2）門(mén)電路，時(shí)序電路，觸發(fā)器，組合電路

這些由是由三極管所構(gòu)建的數(shù)字電路的，這些電路的工作原理屬于《數(shù)字電路》這門(mén)課程的內(nèi)容。

（3）集成電路

屬于微電子主要研究的是，研究如何將門(mén)電路，時(shí)序電路，觸發(fā)器，組合電路等數(shù)字電路集成到芯片中。

（4）計(jì)算機(jī)

設(shè)計(jì)原理圖，繪制PCB板，通過(guò)PCB板，將各種集成芯片，比如CPU、內(nèi)存顆粒、顯卡等等，以及各種電阻、電容、電感等連接在一起，構(gòu)成計(jì)算機(jī)的電路板，屬于電子的內(nèi)容。

當(dāng)然除了以上這些外，還有計(jì)算機(jī)外殼的設(shè)計(jì)，這些是屬于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工程師要做的事情。

8.2 三極管

8.2.1 符號(hào)與實(shí)物圖

我們?cè)谟布A(chǔ)知識(shí)部分就講過(guò)，三極管屬于半導(dǎo)體電子元器件。

8.2.2 三極管的功能

（1）三級(jí)管的基本功能

1）基本功能

（a）通過(guò)向1端輸入一個(gè)微小的電流，

·可以控制2和3之間導(dǎo)通與關(guān)閉

·2與3之間導(dǎo)通之后，2和3端流通的電流會(huì)比1端電流大，相當(dāng)于1段電流相當(dāng)于被放大了，而且這種放大成一定的倍數(shù)。

實(shí)際上1端輸入的微小電流也會(huì)進(jìn)入3端，也就是說(shuō)3端的電流=1端微小電流+2端電流，但是由于1端輸入的電流太小了，可以忽略不急，因此我們認(rèn)為2端和3端電流是一樣的

（b）與三級(jí)管工作原理相似的例子：

上面這張小水流控制大水流的示意圖，與三極管工作的邏輯非常相似，小水流大小會(huì)通過(guò)杠桿控制大水流管的開(kāi)關(guān)幅度，從而實(shí)現(xiàn)了以小空大，同樣有兩方面的功能，一個(gè)是控制控制大水管開(kāi)與關(guān)，二是水流可以被放大。

2）三極管的使用有兩個(gè)方向

1）側(cè)重使用電流放大功能

2）是側(cè)重使用其開(kāi)關(guān)功能（即用于設(shè)計(jì)二進(jìn)制數(shù)字電路）。

（2）電流放大功能

1）側(cè)重關(guān)心電流的放大

使用電流放大功能時(shí)，并不是說(shuō)三極管就沒(méi)有開(kāi)關(guān)功能，只是使用者著重關(guān)心的是電流的放大。

使用電流放大功能時(shí)，著重關(guān)心的是2和3導(dǎo)通后對(duì)1端輸入電流的放大（電流不可能被無(wú)限制放大）。如果1端輸入的電流增加或者減少，那么2 3之間的的電流會(huì)按照某個(gè)倍數(shù)同步的增加或者同步減少，至于放大倍數(shù)是多少，就需要查看《模擬電路》這本書(shū)里面的內(nèi)容了。

2）電流放大的用途

（a）目的：驅(qū)動(dòng)加大需要大電流的設(shè)備工作

當(dāng)我們希望用某電流控制電子設(shè)備工作，但是這個(gè)這種控制型的電流一般都是芯片發(fā)出的，一般情況下電流都非常的小，根本無(wú)法正常驅(qū)動(dòng)設(shè)備工作，這個(gè)時(shí)候就可以使用這個(gè)放大功能，讓放大后的電流去驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備工作。

（b）例子：驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的例子

比如這張圖里面，芯片IO口輸出的電流太小，無(wú)法驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，這個(gè)時(shí)候通過(guò)控制一個(gè)三極管，三極管導(dǎo)通后，5V的電壓加在蜂鳴器兩端，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大很多的電流，這個(gè)電流就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。

（3）開(kāi)關(guān)功能

1）開(kāi)關(guān)功能側(cè)重點(diǎn)：開(kāi)與關(guān)

開(kāi)關(guān)作用就是，側(cè)重關(guān)心2 3之間的導(dǎo)通與關(guān)閉（即開(kāi)與關(guān)），盡管電流還是有被放大的話，但是并不關(guān)心2與3之間對(duì)于1端輸入的電流放大了多少，重點(diǎn)只關(guān)心三極管的開(kāi)與關(guān)。

在上面這張圖中，在5V電源與2端之間接一個(gè)電阻R1，在3端和地之間接一個(gè)電阻R2，這樣子就能控制控制3端的輸出電壓了，提供高低電平的輸出，用于表示二進(jìn)制要求的1/0。

（a）開(kāi)三極管

通過(guò)1端把三極管打開(kāi)后，2和3之間就看成是一根導(dǎo)線(實(shí)際上2和3之間也是分走一點(diǎn)電壓的)，假設(shè)流通的電壓為I，那么

5V = R1*I + R2*I

總電壓等于兩個(gè)電阻電壓之和，5V分?jǐn)傇诹薘1和R2上，只要R1和R2的電阻值選取合適，我們就能夠?qū)2電阻兩端的電壓控制在2.5v~5v之間，也就是說(shuō)三極管3端輸出的電位為2.5v~5v，也就是說(shuō)輸出了高電平。

（b）關(guān)三極管

當(dāng)1端不再輸入電流時(shí)三極管就被關(guān)閉，2與3端沒(méi)有導(dǎo)通電流，在電阻兩端沒(méi)有電壓，此時(shí)輸出電平就為低電平，即0v。

2）開(kāi)關(guān)功能的用途

通過(guò)控制三極管的開(kāi)關(guān)功能，就能控制輸出高低電平，三極管就表現(xiàn)出了開(kāi)關(guān)特性，因?yàn)檫@個(gè)開(kāi)關(guān)特性備用于設(shè)計(jì)數(shù)字電路，因此三極管便成為了數(shù)字電路的基石，在前面的課程中我們也講過(guò)，現(xiàn)在在集成電路中大多已經(jīng)使用MOS管了，MOS管和三極管在內(nèi)部機(jī)構(gòu)上雖然不同，但是在外部特性上的表現(xiàn)差不多，因此在集成電路中，mos管才被用于代替三極管，因?yàn)镸OS管的體積更小，有利于提高集成密度。

8.2.3 三極管的分類

三極管分為兩種，這兩種因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，一種叫PNP，一種叫做NPN，三極管符號(hào)如下：

前面為了講課的方便，我們將三極管的三端標(biāo)記為1段、2端、3端，實(shí)際上這三端都有對(duì)應(yīng)的名稱，分別叫叫基極（符號(hào)B），集電極（符號(hào)C），發(fā)射極（符號(hào)E）。這兩種不同的三極管的實(shí)物外形沒(méi)有什么不同，只能通過(guò)標(biāo)記的NPN或者PNP來(lái)區(qū)別，由于篇幅關(guān)系，這里不在詳述有關(guān)這來(lái)那個(gè)之間的具體區(qū)別。

8.2.4 三極管知識(shí)掌握深度把握

（1）it開(kāi)發(fā)者

對(duì)于偏向編程的it開(kāi)發(fā)工程師來(lái)說(shuō)，對(duì)于三級(jí)管的理解到這個(gè)層次就已經(jīng)可以了，我們只需要關(guān)心三級(jí)管在宏觀上所表現(xiàn)出來(lái)的特性即可。

（2）微電子和硬件工程師

要求對(duì)三極管的特性，比如內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電壓電流關(guān)系非常清楚。

我們這里的課程是程是體系結(jié)構(gòu)介紹性質(zhì)的課程，進(jìn)行了嚴(yán)格的深度控制，只講我們這堂課所應(yīng)該要設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度，如果你確實(shí)對(duì)三極管的更多深入知識(shí)感興趣的話，我們會(huì)在后面的模擬電子這門(mén)課中，詳細(xì)講解三極管的內(nèi)部原理等知識(shí)。

作者：佳嵌工作室

51CTO免費(fèi)視頻地址：http://edu.51cto.com/lecturer/12941022.html

課程進(jìn)度咨詢QQ群：528495268

轉(zhuǎn)載請(qǐng)說(shuō)明源地址。

另外有需要云服務(wù)器可以了解下創(chuàng)新互聯(lián)cdcxhl.cn，海內(nèi)外云服務(wù)器15元起步，三天無(wú)理由+7*72小時(shí)售后在線，公司持有idc許可證，提供“云服務(wù)器、裸金屬服務(wù)器、高防服務(wù)器、香港服務(wù)器、美國(guó)服務(wù)器、虛擬主機(jī)、免備案服務(wù)器”等云主機(jī)租用服務(wù)以及企業(yè)上云的綜合解決方案，具有“安全穩(wěn)定、簡(jiǎn)單易用、服務(wù)可用性高、性價(jià)比高”等特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，專為企業(yè)上云打造定制，能夠滿足用戶豐富、多元化的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

網(wǎng)頁(yè)題目：CPU的各個(gè)部分是如何通過(guò)電子元器件實(shí)現(xiàn)的-創(chuàng)新互聯(lián)
文章網(wǎng)址：http://muchs.cn/article38/cdgisp.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供虛擬主機(jī)、標(biāo)簽優(yōu)化、手機(jī)網(wǎng)站建設(shè)、關(guān)鍵詞優(yōu)化、微信公眾號(hào)、品牌網(wǎng)站設(shè)計(jì)

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知，我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場(chǎng)，如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來(lái)源： 創(chuàng)新互聯(lián)